Analyses de faisabilités pour l'ordonnancement de tâches en graphe dans les systèmes temps réels

Feasibility analysis for task graphs scheduling in real time systems

• Auteur / Autrice : HuiXue Zhao
• Direction : Laurent George
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 12

Mots clés

Mots clés contrôlés

Études de faisabilité

Ordonnancement (gestion)

Temps réel (informatique)

Résumé

L'objectif de cette thèse est de montrer comment apporter la garantie, que tout au long de la vie du système, des tâches associées à des traitements applicatifs respectent des propriétés de ponctualité. La ponctualité est généralement exprimée sous la forme d'une contrainte de temps de terminaison au plus tard, appelée échéance. Le modèle de tâches considéré dans cette thèse est le modèle de tâches sporadiques en graphe constitué de sous-tâches avec des contraintes de précédence. La première partie de ma thèse a consisté à faire une étude théorique de l'ordonnancement monoprocesseur pour des tâches en graphe. Nous avons proposé des méthodes d'analyse de faisabilité pour l'ordonnancement par priorité fixe (FP), par priorité dynamique (DP), notamment EDF (Earliest Deadline First) et FP/DP, ou les tâches sont ordonnancées d'abord selon un critère de priorité fixe, dénotant l'importance de la tâche puis localement sur un niveau de priorité, selon un critère d'ordonnancement dynamique. Une sous-tâche est préemptive ou non. La seconde parite de ma thèse consiste à étudier le problème d'ordonnancement d'une tâche en graphe, dans le cadre d'un problème de traitement de flux synchrones : Synchronous Data Flow (SDF), pour la conception d'un système de traitement audio et vidéo d'un téléphone portable. Nous avons réalisé cette validation en partenariat avec l'entreprise STMicroelectronics pour résoudre un problème d'ordonnancement de flux audio et vidéo dans un portable selon le modèle de tâches en graphe pour des applications multimédia. Les principales contributions de cette thèse concernent principalement les points suivants : - Une extension des résultats d'analyse de faisabilité avec l'ordonnancement à priorité fixe (FP) et EDF, FP/EDF et FP/FIFO pour l'ordonnancement de tâches en graphe. - Un nouvel algorithme d'ordonnancement pour un graphe synchrone de traitement de données multimédia (Synchronous Data Flow : SDF).

The design of deterministic systems real time requires particular techniques of feasibility analysis. The objective is to bring the guarantee, that throughout the life of the system ; the tasks associated with applicative treatments respect timeless properties expressed by means of late termination deadlines. The tasks model considered in this thesis is a sporadic task graphs composed by subtasks with the recedence constraints. In such case, the feasability analysis becomes more complex because of the precedence relationships between the subtasks. The task priority is not the only critic for the scheduling. So we must adapt the classical results for such a model. The first part of ma thesis is a theoritical study of uniprocessor scheduling for task graphs. We propose some feasibility conditions with both fixed and dynamic priority scheduling. We take into account both preemtive and non-preemptive subtasks. We then study the FP/DP scheduling, where the subtasks are first scheduled according to their fixed priorities then the subtasks with the same fixed priority (FP) are scheduled according their dynamic priorities (DP). The second part of my thesis focus on the scheduling problem of a special graph task, within the framework of a synchronous flows treatment : Synchronous Dated Flow (SDF), for dimensioning of multimedia platform running a multimedia application on a mobile phone. Thus work comes from a cooperation of the STMicroelectronics enterprise. The contributions of this thesis are : - New feasibility tests for an arbitrary attribution of subtasks priorities in the graph tasks. We study Fixed Priority (FP) scheduling, Dynamic Priority (DP) scheduling with a focus on EDF and FIFO and FP/DP, an hybrid scheduling based on FP and DP. The subtasks can be preemptive or not. - A new scheduling algorithm for real time synchronous data flow in the uniprocessor case, in collaboration with STMicroelectronics enterprise.